柱芳烃是一类新兴的非常重要的大环主体化合物,由对苯二酚醚或者对苯二酚通过亚甲基在苯环的对位连接而成。由于其刚性对称的柱状结构,丰富的主客体化学性质以及易于衍生化的特点使其逐渐受到科学家的高度重视,在出现的短短七年内就得到快速的发展。近年来,关于柱芳烃衍生物的研究已经取得大量成果,先后出现了对称柱芳烃衍生物、不对称型柱芳烃衍生物以及选择性修饰柱芳烃衍生物等。本论文中,我们以构筑高级互锁结构以及大环自组装为研究方向,合成出刚性柱[5]芳烃二聚体,不仅对其固态下的自组装进行了详细分析,还对其主客体化学性质进行了初步探讨。主要内容如下:优化了1,4-二甲氧基柱[4]芳烃[1]醌的反应条件,并以此为基础,将对苯醌单元还原为对苯二酚片断,再与1,5-二氟-2,4-二硝基苯发生芳香亲核取代反应,制备了中间体2;将化合物2进一步与一当量1,4-二甲氧基柱[4]芳烃[1]氢醌反应得到柱[5]芳烃刚性二聚体1,总产率为33%。此外,通过简化实验流程,我们也采取一步法,以碳酸钾为催化剂、DMSO为溶剂进行反应,同样成功合成了目标化合物1,产率为25%。通过1H NMR、13C NMR、X-单晶衍射、质谱检测等方法对化合物结构进行了表征。对新型柱[5]芳烃衍生物1、2和6,我们通过扩散法,分别将各化合物的二氯甲烷(或三氯甲烷)溶液置于密闭的正己烷溶剂中,缓慢扩散,成功培养了三个化合物的单晶。单晶结构分析表明,2的构象对于形成二聚体1具有预组织作用,利于下一步氧杂杯[4]芳烃成环反应的进行。化合物1分子中心的氧杂杯[4]芳烃形成一个边长为4.833×5.520?2的长方形空腔,将两个五边形柱状空腔(边长为5.847?)连接在一起,形成类似于望远镜的形状,结构刚性固定不易扭转。氧杂杯[4]芳烃上分别属于柱[5]芳烃的两个相对苯环近似平行,另外两个含硝基的苯环则近似同平面。从单晶的三维空间堆积图可以发现,通过多重非共价键作用,化合物1分子与分子之间形成了双五边柱形分子管道,化合物2分子与分子之间形成了单五边柱形分子管道,管道内直径均为8.0?。此外,我们还通过1H NMR手段初步探讨了柱[5]芳烃刚性二聚体1与中性客体分子之间的识别性能。发现其可以与3种客体分子发生络合作用,为进一步构筑高级互锁结构如[3]轮烷、内索烃等打下了基础。